玉米青贮秸秆切块打包机毕业设计.docx

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玉米青贮秸秆切块打包机毕业设计

玉米青贮秸秆切块打包机毕业设计

1.1课题研究的背景

玉米是禾本科一年生高产作物，青贮玉米与普通籽实玉米不同，主要区别是：

１、青贮玉米植株高大，在2.5~3.5m,最高可达4m，以生产鲜秸秆为主，而籽实玉米则以产玉米籽实为主。

２、收获期不同：

青贮玉米的最佳收获期为籽粒的乳熟末期至蜡熟前期，此时产量最高，营养价值也最好，而籽实玉米的收获期必须在完熟期以后。

３、青贮玉米主要用于饲料，而籽实玉米除用于饲料外，还是重要的粮食和工业原料。

选择专用的玉米品种可获得较高的产量。

也有一些种植单位把普通的籽实用玉米提前收割用于青贮，但往往产量较低。

一般在中等地力条件下，专用青贮玉米品种亩产鲜秸秆可达4.5~6.3吨，而普通籽实用玉米却只有2.5~3.5吨。

种植2~3亩地青贮玉米即可解决一头高产奶牛全年的青粗饲料供应。

青贮饲用玉米是在玉米的蜡熟期，将玉米的地上部分收割、揉碎并贮藏于青贮窖或青贮塔中，或地面堆贮，选择青贮饲用玉米品种，要求植株高大、杂交、茎叶穗产量高、抗倒伏、营养价值高、易于消化利用等特性。

同时要根据本地区气候特点、土肥条件、收割时间，选用适当品种。

这种青贮饲料营养价值高，每千克相当于0.22-0.25个饲料单位或相当于0.4千克优质干草。

在一些畜牧业发达的国家，青贮玉米在生产上应用已有100多年的历史。

美国青贮玉米种植面积达355万公顷，占玉米种植面积的12％。

法国青贮玉米种植面积达144万公顷，玉米播种面积80.5％。

近年来，不仅冬季气候寒冷的国家大量种植青贮玉米，就是一些气候温暖的国家也大面积种植。

匈牙利青贮玉米占玉米种植面积85％，德国的原西德部分占86.4％。

但是在我国广大的农业生产区，每年出了生产4亿多吨的粮食，同时也生产了6亿多的吨的秸秆。

秸秆是农村最主要的农作物副产品，虽然不是特种生产的玉米青贮，但是还是有大部分的玉米秸秆可以用于生产玉米青贮，而这样的话，利用秸秆加工机械，对秸秆进行处理，成为牛、羊等草畜的饲料，一方面可以节约大量的粮食；另一面通过农作物过腹还田，可以促进农业生产的循环，有较好的生态效益；还可以避免焚烧秸秆造成的浪费和环境破坏等不良后果。

1.2国内外研究现状和发展趋势

青贮机械种类较多，主要包括青贮饲料切碎机械、青贮饲料联合收割机械、拉伸膜裹包青贮机械、袋式灌装青贮机械等等。

1.2.1青贮饲料联合收割机械。

通用型青贮收获机，因其适应性广切碎质量好，一次广泛应用。

可以用于收获各种青饲料和青贮料。

主要工作部件有：

切割器、夹持机构、喂入装置等等。

工作时，切割器首先把青玉米隔断，同时加持机构夹向后输送。

加持机构用于定向输送茎秆，常用的有链板式和链条波形皮带式。

夹持机构由前到后逐渐向中央、向上倾斜，因此玉米秸秆在向后输送时，数行玉米向中央集中并同时向上提升。

但由于靠上方有一横梁挡住，最后玉米秸秆从根部向后平卧，被喂入装置压紧和卷入，由切割器切割成碎段并向后抛向拖车。

主要机型有:

内蒙古赤峰新球农牧机械制造有限公司生产的9QS-10型牵引式青饲收获机；新疆机械研究院研制的牧神S-900型悬挂式青贮收获机；中国农业机械化科学院、现代农装机械股份有限公司研制的自行走式青贮收获机。

1.2.2拉伸膜裹包青贮机械。

拉伸膜裹包青贮机械是指将收割好的牧草或者玉米青贮秸秆经草粉揉碎机后，用打捆机进行高浓度压实打捆，然后通过裹包机用青贮塑料拉伸膜裹包起来，形成一个最佳的发酵环境。

经过这样的打捆和裹包起来的草捆（每捆一般50~60kg），处于封闭状态，在厌氧环境下，经过2~-3周，最终完成乳酸型自然发酵的生物化学过程。

拉伸模式裹包青贮机械主要有以下几个优点：

投资少，见效快；饲料营养价值高，适口感好；无损坏浪费，百分百利用；可以露天堆放；储存和取饲方便，避免窖池打开后的霉变现象；易于运输和商品化。

主要机型有：

中国农业机械科学研究院呼和浩特分院生产的92YC-0.5型圆草捆包机；由美国纽荷兰公司生产的B37P和B27P型裹包机械；爱尔兰的麦豪工程有限公司生产的995-LM小型方捆圆捆裹包机。

1.2.3袋式灌装青贮机械。

袋式灌装青贮机械是国外继窖贮、塔贮技术之后的一项新的青贮技术，是应用专用设备将切碎的青贮饲料以较高密度压入专用的拉伸膜袋中，利用拉伸膜带的阻气、遮光功能，为乳酸菌提供更好的发酵环境，进行青贮。

主要机型有：

美国KellyRyan公司生产的才、CenterllineBagger牧草/秸秆青贮灌装机。

1.2.4我国玉米青贮机械的发展现状。

我国的饲料收获机械化水平与国外相比有相当大的差距。

除了我国整体国民经济水平落后于发达国家这一主要因素外。

还有自20世纪80年代中期以来，国家对草地畜牧业发展投入不足，相对支持力度减缓甚至下降，导致很多牧草机械制造企业纷纷转产，有的甚至破产关闭，使得我国与国外同类产品的制造能力和水平进一步拉大距离。

牧草机械产品品种不全，成套性差。

我国牧草收获机多数为单一机型。

各作业工序之间集聚和动力配套性差，用户不能够根据自己的经营规模选择合适的机具，因此机具使用效益不高。

随着，新农村建设和退耕还草政策的实施，牧草机械开始有了打过摸得发展。

在我国畜牧业较发达的7省（自治区）的部分农民及小面积、种植地区主要采用“二次收获法”收获青贮玉米，使用的主要机型有PCC-6.0型青贮切碎机9QS-1300型青贮切碎机等。

以上机型为场上固定作业，生产率2.4-10t/h，用户购机成本低，售价一般在1.2万元/台左右，容易接受。

在较大面积种植地区及部分农村畜牧体企业，主要采用直接收获法收获青贮玉米，使的主要机型专门用于收获玉米青贮饲料，能1次成1行玉米的喂入，切碎和抛送装车等项作业，产率60t/h，整机售价4.9万元，是目前较受用户欢迎的机型。

主要代表机型为黑龙江省赵光机械厂的MB220型青贮饲料收获机，引进带玉米割台的2行牵引式青贮收割机近年已开始应用，生产率60t/h，售价相对较高（25万元左右），主要代表机型纽荷兰公司790、900型。

农垦系统青贮玉米种植面积大，地块大，需要大型青玉米收获机。

目前，除一部分地区使用的MB220型青饲料收获机外，近年来引进的纽荷兰公司生产的790型牵引式2行青贮收割机，约翰·迪尔公司生产的2行牵引式青贮收割机受到欢迎。

其主要原因是2行机具有生产率高、作业质量好、经济性能好等优点。

另外，白俄罗斯生产的马列斯耶夫型青贮饲料机XDNZ2008型自走式青饲料收获机也有应用。

1.3玉米秸秆切块打包的目的和意义

现代化的养殖系统必须为饲养者提供良好的饲养环境和现代化的饲养设备。

而青贮饲料作为重要的牛、羊草畜的饲料来源，以其青绿鲜嫩、营养价值高、适口性强、消化率高赢得了广大饲养者的青睐。

其中由于玉米秸秆的广泛存在性，又使得玉米青贮秸秆饲料得到大家的广泛认可。

其青绿的秸秆经过青贮以后，不仅能很好的保存，而且不怕火烧、雨淋、虫蚀和鼠咬，方便实用。

一次贮存多年不坏，方便安全。

由于现代化的养殖体系讲究高效、安全、自动化。

这就需要我们把青贮饲料袋装化，一头牛一天的青贮饲料的需求大约为40～50kg，这样的话我们就只要一天去破开一袋包装的青贮饲料，不会造成浪费。

同样也不会出现传统青贮那样频频打开窖池，造成窖池内青贮饲料氧化腐败。

而那种整株植株进行裹包包装的机械设备有存在着，开包后要重新切割成块，以便于生出进食的目的。

这样来说，我们就可以将整株玉米秸秆切成固定长度长块，再在此基础上进行包装，这样生产出来的整包的玉米青贮，不仅能满足便于贮存的要求，又不会出现再加工的工序，破包既能喂用，方便简单，易于操作，不会造成浪费，而且由于玉米青贮秸秆段之间，接触表面积增大，使得玉米青贮更加容易发酵，发酵周期变短。

相对于小型和中型的农牧场来说，这种技术的玉米青贮秸秆加工机械十分实用和方便，能达到8～10t/h。

生产效率比较高，且操作简单，人工部分操作方便，生产过程其安全可靠。

1.4玉米秸秆切块打包机研究的内容和方法

1.4.1研究内容

1.确定玉米青贮秸秆切块打包机的整体功能。

2．玉米青贮秸秆切块打包机的结构设计。

3.玉米青贮秸秆切块打包机的主要参数的设计和校核。

1.4.2研究方法

本文研究的玉米青贮秸秆切块打包机得主要功能是：

对玉米青贮秸秆实现有效地切割、包装；玉米青贮秸秆切块打包机的基本参数和性能参数符合农艺要求。

为此需要设计合理的玉米青贮秸秆切块打包机的结构和部件，来实现几句不同的功能。

例如，要使机具能够实现有效地切割，就要将秸秆的进给系统设计的合理，而且要与运动参数相符合；为了使机具更加经济节能，就要对机具的传动、进给、运动等部分进行优化设计，使得机具机构紧凑，工作质量高。

经过对机具的功能部件得以合理的组合搭配。

在完成了上述步骤后，就进入各个主要部件的校核阶段，以满足机具工作时的强度要求。

在设计过程中，需要使用AutoCAD、CAXA、等专业软件和数学软件，借助理论分析和事件相结合的方法，对机械整体结构和性能参数进行辅助设计，不断的碎刀片和传动、进给等部件进行设计并使设计出的玉米青贮秸秆切块打包机能够实现它的功能。

1.5研究设计路线

本文的的技术路线如图1-1所示。

查阅国内外玉米青贮收获机械相关文献

确定方案：

玉米青贮秸秆切块打包机

各种传动机构、机架、包装设备等关键部件上零部件的布置与分配

传动方案的计算

动力过渡装置的确定

绘制总装配图

编写设计说明书

综合分析、审核、答辩

图1-1：

研究技术路线

Figure1-1：

TheCourseofResearchTechnology

2.玉米青贮秸秆切块打包机的总体方案的设计

玉米青贮秸秆切块打包机属于青贮收获机械的一种，由于玉米秸秆的独特性和广泛性，这种机械才会有大的发展前景。

它的主题可以分为三个部分：

送料部分，切块部分，包装打包部分。

1.4.1送料部分

送料部分，我们考虑到玉米青贮秸秆的结构的特性，

，所以我们不妨取切割的最小切削力为250牛。

由于，曲柄连杆机构的结构特性决定，曲柄的转速不可能太快，这里我们选取转速为120r/min。

对最右端的滑块进行运动分析：

如图1

其运动轨迹如图2：

对其的速度、加速度运动的分析如下图3：

在计算过程中，我们仅需要，滑块运动到下死点位置使得力，达到剪切玉米青贮所需要的剪切力即可。

而此时=π时，F的值大于等于250N即可。

又知，π=-1；2π=1

所以，=（1-）

而，F=ma

=m（1-）

当，若要转速达到120r/min,我们取R=0.25m，L=0.8m，

又，根据资料得知，Fmax…250.4N，根据上式，可以求的刀座和刀的质量。

F==m（1-），此时，=5/16,所以，刀和刀座的质量为20kg。

1.选择电动机

1）选择电动机类型·

选用Y系列三相笼型异步电动机一般用途的全封闭自扇冷愣是电动机。

2）选择电动机容量

因为

可以求得，刀具在cos=0.24时，取得最大值。

V=1.12WR。

查阅资料得玉米青贮秸秆剪切力约为250N，综合玉米秸秆在切割时的复杂性，去F=400N，。

根据，机构的传动过程，可以把传动中的效率分为V带传动效率=0.96；齿轮传动效率=0.97，滚动轴承效率=0.995，所以总的的功率==0.89425

工作机所需功率为

3）对于，转速的设计，我们根据设计的要求和结构的特性化，使得1和20的传动比为1

可知所需电机转速及功率均较小。

综合考虑取Y112M-6型电动机，参数如下：

型号

功率/KW

满载时

电流/A

转速/（r/min）

效率/%

功率因数（cos）

Y112M-6

2.2

5.6

940

80.5

0.74